浙江至(zhi)德鋼(gang)業(ye)有限公司為了防止(zhi)和減少HK-40爐管(guan)焊接接頭在(zai)焊接和高溫長期服役時產(chan)生裂紋，應(ying)采取下列措施。
一、冶(ye)金(jin)措施
正確(que)選(xuan)用合適的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材料要確(que)保(bao)三(san)個條件(jian)：①. 焊(han)(han)縫金屬(shu)中雜質含(han)量少，焊(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程中不(bu)易產生熱裂紋(wen)；②. 在σ相析出溫(wen)度(du)區(qu)段（650～900℃）長期服役(yi)過(guo)(guo)程中，焊(han)(han)縫金屬(shu)局(ju)部不(bu)會(hui)析出σ相；③. 同(tong)時(shi)在高溫(wen)服役(yi)過(guo)(guo)程中，焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)蠕(ru)變斷裂強度(du)不(bu)低于(yu)鑄態爐(lu)管，從而(er)避(bi)免爐(lu)管的(de)(de)(de)(de)損壞發(fa)生在焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)上(shang)。選(xuan)用這種焊(han)(han)接(jie)材料，能確(que)保(bao)爐(lu)管的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)性和保(bao)持高溫(wen)長期服役(yi)過(guo)(guo)程中的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性。
用(yong)于(yu)HK-40爐管(guan)焊(han)接(jie)(jie)的(de)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)見表4-64。其中(zhong)(zhong)TGS-310HSA 實芯焊(han)絲(si)(si)(si)具有(you)良好的(de)焊(han)接(jie)(jie)性，同(tong)時也(ye)基(ji)本(ben)具備(bei)了(le)HK-40爐管(guan)在高(gao)(gao)(gao)溫長期服役過程(cheng)所需要的(de)蠕(ru)變(bian)(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)。該焊(han)絲(si)(si)(si)中(zhong)(zhong)的(de)鎳含量(liang)較高(gao)(gao)(gao)［w（Ni）≥24％］，所焊(han)成的(de)焊(han)縫金屬(shu)(shu)在650～900℃溫度(du)范圍內長期服役不會(hui)有(you)局部σ相析(xi)出(chu)。該焊(han)絲(si)(si)(si)所得的(de)全焊(han)縫金屬(shu)(shu)（熔敷金屬(shu)(shu)）在高(gao)(gao)(gao)溫試(shi)驗的(de)蠕(ru)變(bian)(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)與(yu)鑄態HK-40爐管(guan)的(de)比較，如圖(tu)4-25所示。從(cong)圖(tu)中(zhong)(zhong)可以看出(chu)，當斷(duan)(duan)裂(lie)時間相同(tong)時，熔敷金屬(shu)(shu)的(de)蠕(ru)變(bian)(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)高(gao)(gao)(gao)于(yu)爐管(guan)。用(yong)這(zhe)(zhe)種(zhong)焊(han)絲(si)(si)(si)焊(han)成的(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭進行了(le)蠕(ru)變(bian)(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)試(shi)驗，結果如圖(tu)4-26所示，所有(you)的(de)試(shi)樣均(jun)斷(duan)(duan)裂(lie)于(yu)基(ji)本(ben)金屬(shu)(shu)上。這(zhe)(zhe)類(lei)高(gao)(gao)(gao)合金材(cai)料(liao)(liao)焊(han)絲(si)(si)(si)的(de)硫和磷(lin)含量(liang)很低，對提高(gao)(gao)(gao)焊(han)縫金屬(shu)(shu)抗裂(lie)性是有(you)益(yi)的(de)。
HP系列鑄造爐管焊(han)接時使用(yong)的(de)焊(han)絲牌號及化學(xue)成(cheng)分(fen)見表4-65。從(cong)表4-64和表4-65中可(ke)以看出，焊(han)絲的(de)基(ji)本化學(xue)成(cheng)分(fen)與被焊(han)爐管的(de)化學(xue)成(cheng)分(fen)基(ji)本相同。
二、工(gong)藝措施
1. 焊(han)接方法的選(xuan)擇
鑄(zhu)造(zao)耐熱不銹(xiu)鋼(gang)爐(lu)(lu)管的焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)可以采用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)或(huo)用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)打底，焊(han)(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)蓋(gai)面的焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法；也可以采用(yong)熔(rong)化(hua)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法。在熔(rong)化(hua)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)中，有(you)一(yi)種低輸入窄間隙焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法，在爐(lu)(lu)管焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)中已得到推廣(guang)使用(yong)。
低熱輸入窄間(jian)隙焊(han)(han)(han)，是(shi)采用(yong)細(xi)直徑焊(han)(han)(han)絲（0.9～1.2mm），小(xiao)(xiao)的焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)數和快(kuai)的焊(han)(han)(han)接(jie)速度進行施焊(han)(han)(han)；在(zai)厚板或厚壁爐管(guan)進行對(dui)接(jie)焊(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)前在(zai)待焊(han)(han)(han)處不開坡口或開小(xiao)(xiao)角(jiao)度坡口，并留有窄而深的間(jian)隙，采用(yong)氣體保(bao)護焊(han)(han)(han)多層(ceng)焊(han)(han)(han)完成(cheng)整(zheng)條焊(han)(han)(han)縫。由于焊(han)(han)(han)接(jie)坡口狹窄，可以(yi)減少(shao)焊(han)(han)(han)接(jie)材料的消耗(hao)和節省能源，在(zai)保(bao)證優質焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的前提(ti)下，可降低焊(han)(han)(han)接(jie)成(cheng)本，是(shi)一種高效率的焊(han)(han)(han)接(jie)方法。這(zhe)種焊(han)(han)(han)接(jie)方法還有以(yi)下優點：
①. 低熱輸(shu)人窄間隙采用(yong)多道焊完成，每道焊縫(feng)的(de)熱輸(shu)入很小，所以焊縫(feng)金屬的(de)晶粒細小，焊接(jie)接(jie)頭韌性(xing)好(hao)，還不易產生裂紋；
②. 由于(yu)熱輸入小(xiao)(xiao)，因而熱影響(xiang)區窄，一(yi)般只有1.2mm寬，晶粒(li)長大(da)區不超過0.8mm，所以焊(han)(han)接(jie)(jie)變(bian)形量小(xiao)(xiao)，焊(han)(han)接(jie)(jie)殘余應(ying)(ying)力(li)也小(xiao)(xiao)。由于(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)力(li)應(ying)(ying)變(bian)本身也是一(yi)種可積累的(de)(de)蠕變(bian)損(sun)傷，所以形成了焊(han)(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)變(bian)和殘余應(ying)(ying)力(li)小(xiao)(xiao)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，提高(gao)了抗蠕變(bian)的(de)(de)能力(li)，同(tong)時對防止應(ying)(ying)力(li)腐蝕裂紋也是有利(li)的(de)(de)；
③. 母材熔入焊(han)縫金(jin)屬(shu)的分量較(jiao)少，使焊(han)縫金(jin)屬(shu)熔合比小，不會因為(wei)焊(han)縫金(jin)屬(shu)成分不均勻而(er)產(chan)生局部σ相析出。
鑄造耐熱(re)不銹(xiu)鋼爐管，目前仍常用(yong)鎢極氬弧焊進行施焊。
2. 坡口的選(xuan)擇和準備
由于焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)的化學成分優于爐(lu)(lu)管本體(ti)，希望(wang)爐(lu)(lu)管材(cai)料(liao)在焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬所(suo)占(zhan)分量越少越好(hao)。這樣能提(ti)高(gao)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬抗裂性(xing)，還可以使焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬局部σ相析出量減(jian)少，并(bing)能提(ti)高(gao)高(gao)溫蠕裂強度，延長爐(lu)(lu)管的服役壽命。爐(lu)(lu)管對接(jie)焊(han)時常用的坡口形式(shi)(shi)如圖4-27所(suo)示。圖4-27a所(suo)示為低(di)熱(re)輸入窄間隙焊(han)的坡口形式(shi)(shi)，圖4-27b為鎢極氬弧焊(han)的坡口形式(shi)(shi)。
無論(lun)選用(yong)何種焊接(jie)方(fang)法，采(cai)用(yong)哪種坡(po)口(kou)形式，底層均為氬弧焊不(bu)加(jia)填充焊絲的(de)封底焊。坡(po)口(kou)金屬必(bi)須徹(che)底打磨(mo)干(gan)凈，不(bu)留任何鑄造缺陷、冶(ye)金缺陷或外來(lai)污物。
3. 焊接(jie)工藝
a. 施(shi)焊以(yi)前，爐管的待焊處和(he)焊絲要(yao)認真清理，去(qu)除油污，保持干凈。
b. 避免(mian)強力組對(dui)裝配(pei)，減(jian)少焊接裝配(pei)應力。
c. 爐管定位焊(han)后，管內要充氬氣(qi)進行內保護(hu)，防止焊(han)縫背面氧化。
d. 采用(yong)鎢極氬弧焊時，要選擇(ze)合理的(de)焊接次序(xu)來降低焊接應(ying)力(li)，多層焊時，要等(deng)第一層焊縫冷卻后，再焊下一層焊縫，避免焊縫過(guo)熱，防止晶粒粗大。
e. 多層(ceng)焊(han)(han)時(shi)，各(ge)層(ceng)的焊(han)(han)接(jie)收弧處要相互錯開，避免弧坑中缺陷重疊而降低焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的力學性能。
f. 焊接結束或中(zhong)斷時(shi)，要采取電流衰減收弧法(fa)，同時(shi)要填滿弧坑，防止弧坑裂紋的形成。
